一、团队介绍:
融合现代分子生物学及人工智能技术,开展玉米氮高效遗传机制解析及种质资源创新研究,在基因组测序数据分析、氮高效利用关键基因挖掘、杂种优势利用及遗传解析、全基因组选择、新型分子标记开发及生物育种等方面开展研究工作。
二、研究内容
1.氮高效遗传机制解析
基于基因组大数据分析、利用分子生物学与遗传学相结合的方式,鉴定玉米根部与籽粒中与氮信号通路相关的关键转录因子,分析目的转录因子的下游靶标基因与它们所参与的调控网络,构建目的基因在氮信号与氮代谢途径中的工作模型,为玉米氮高效吸收、籽粒高品质分子育种提供理论依据和技术支持。
玉米氮响应转录因子ZmNLP5的调控网络分析
2.杂种优势利用及高效分子育种技术研发
利用深度学习及多组学分析,剖析玉米杂种优势机理,开发新型功能性分子标记,构建高精度全基因组选择模型,为玉米高效分子育种提供理论和技术支撑。
3.玉米突变体库构建
利用Mutator、EMS、快中子,CRIPSR等突变技术构建玉米突变体库,筛选影响重要农艺性状突变体,为重要性状机理解析及新品种创制提供种质资源。
三、团队组成
团队首席:赵涵
团队助理:张体付
团队成员: 周玲 王元琮 宁丽华 葛敏 梁帅强 邬义波 邬奇 高志方 何冰 潘怡
博士后:张明亮
博士生:赵晨旭 孙扬名
四、在研项目
序号 | 项目名称 | 项目来源 | 开始时间 | 结束时间 | 主持人 |
1 | ZmPCK2影响玉米籽粒碳氮物质组成与积累的功能与分子机制研究 | 省自然科学基金 | 2024.07 | 2027.06 | 高志方 |
2 | 基于玉米功能性PAV基因的杂种优势群形成基础解析及杂种优势预测 | 国家自然科学基金面上项目 | 2024.01 | 2027.12 | 张体付 |
3 | 氮依赖的PBF1与转录因子ZmbZIP17互作调控玉米籽粒碳氮协调积累的机制研究 | 国家自然科学基金面上项目 | 2024.01 | 2027.12 | 宁丽华 |
4 | 玉米转录因子ZmNLP6、ZmNLP8参与硝态氮应答调控的机制解析 | 国家自然科学基金面上项目 | 2024.01 | 2027.12 | 王元琮 |
5 | 玉米氮吸收关键基因鉴定与功能解析 | 国家自然科学基金面上项目 | 2023.01 | 2026.12 | 赵涵 |
6 | ZmEREB97和ZmNRT2.2协同调控玉米硝酸盐吸收的机理解析 | 国家自然科学基金青年项目 | 2022.01 | 2024.12 | 邬奇 |
7 | 水稻、小麦、玉米地方种质资源氮肥高效吸收利用基因的挖掘和利用 | 江苏省种业振兴揭榜挂帅项目 | 2021.12 | 2026.12 | 赵涵 |
8 | 基于新一代测序和GPU并行加速框架技术大规模构建江苏省农作物种质资源DNA分子指纹库 | 江苏省种业振兴揭榜挂帅项目 | 2021.12 | 2026.12 | 易中懿、周玲 |
9 | 基于基因编辑及全基因组选择的精准、高效作物育种技术研究 | 江苏省农业科技自主创新项目 | 2021.07 | 2025.06 | 张体付 |
10 | 现阶段数字育种能替代传统育种吗 | 院颠覆性项目 | 2021.07 | 2024.06 | 周玲 |
11 | 氮响应转录因子ZmNLP5调控玉米氮素利用的机制解析 | 国家自然科学基金青年项目 | 2021.01 | 2023.12 | 葛敏 |
12 | 玉米籽粒碳氮平衡基因调控网络遗传解析 | 江苏省生物学重点实验室项目 | 2021.01 | 2023.12 | 宁丽华 |
五、代表性成果
1、发表文章
[1]Ning L, Wang Y, Shi X, Zhou L, Ge M, Liang S, et al. Nitrogen-dependent binding of the transcription factor PBF1 contributes to the balance of protein and carbohydrate storage in maize endosperm. The Plant Cell. 2023;35(1):409-34.
文章链接:https://doi.org/10.1093/plcell/koac302
[2]Zhu W, Chen S, Zhang T, Qian J, Luo Z, Zhao H, et al. Dynamic patterns of the translatome in a hybrid triplet show translational fractionation of the maize subgenomes. The Crop Journal. 2022;10(1):36-46.
文章链接:https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2214514121000507
[3]Zhang T, Jiang L, Ruan L, Qian Y, Liang S, Lin F, et al. Heterotic quantitative trait loci analysis and genomic prediction of seedling biomass-related traits in maize triple testcross populations. Plant Methods. 2021;17:85.
文章链接:https://plantmethods.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13007-021-00785-8
[4]Liang S, Lin F, Qian Y, Zhang T, Wu Y, Qi Y, et al. A cost-effective barcode system for maize genetic discrimination based on bi-allelic InDel markers. Plant Methods. 2020;16:101.
文章链接:https://plantmethods.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13007-020-00644-y
[5]Wang Y, Xu J, Ge M, Ning L, Hu M, Zhao H. High-resolution profile of transcriptomes reveals a role of alternative splicing for modulating response to nitrogen in maize. BMC Genomics. 2020;21(1):353.
文章链接:https://bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12864-020-6769-8
[6]Ge M, Wang Y, Liu Y, Jiang L, He B, Ning L, et al. The NIN‐like protein 5 (ZmNLP5) transcription factor is involved in modulating the nitrogen response in maize. The Plant Journal. 2020;102(2):353-68.
文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14628
[7]Liang L, Zhou L, Tang Y, Li N, Song T, Shao W, et al. A Sequence-Indexed Mutator Insertional Library for Maize Functional Genomics Study. Plant Physiol. 2019;181(4):1404-14.
文章链接:https://academic.oup.com/plphys/article/181/4/1404/6000524?login=false
[8]石习, 宁丽华, 葛敏, 邬奇, 赵涵. 玉米氮状况相关生物标记物的筛选和应用. 中国农业科学. 2022;55(03):438-52.
文章链接:https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?FileName=ZNYK202203014&DbName=CJFQ2022
[9]葛敏, 王元琮, 宁丽华, 胡梦梅, 石习, 赵涵. 氮响应转录因子ZmNLP5影响玉米根系生长的功能研究. 作物学报. 2021;47(5):807-13.
文章链接:https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/zuowxb202105004
[10]宁丽华, 王建晖, 时丕彪, 伍楚善, 董志诚, 赵涵. 基于DAP-Seq方法鉴定玉米胚乳特异表达转录因子O2在全基因组水平上的结合位点. 科学通报. 2019;64(24):2537-48.
文章链接:https://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?FileName=KXTB201924009&DbName=CJFQ2019
2、授权发明专利
[1]一种基于单株评价及全基因组选择技术的高效玉米育种方法, 中国, ZL202111477328.9, 2023.01.03, 江苏省农业科学院
[2]ZEA MAYS NLP TRANSCRIPTION FACTOR ZMNLP5 AND USE THEREOF, 美国, US 11525142 B2, 2022.12.13, 江苏省农业科学院
[3]一种可追溯玉米混合授粉杂交种来源的方法及InDel分子标记, 中国, ZL202010003799.5, 2022.06.07, 江苏省农业科学院
[4]玉米NLP转录因子ZmNLP5及其应用, 中国, ZL201811413552.X, 2022.05.06, 江苏省农业科学院
[5]玉米第4号染色体穗行数的主效QTL分子标记、辅助选择多穗行玉米的方法及其应用, 中国, ZL201710283069.3, 2021.01.05, 江苏省农业科学院
[6]一种寡核苷酸染液及其应用与用法, 中国, ZL201611130825.0, 2019.10.01, 江苏省农业科学院
[7]控制玉米氮响应的基因及其获得方法和应用, 中国, ZL201610910526.2, 2019.03.08, 江苏省农业科学院
[8]调控玉米籽粒长度主效QTL的分子标记及其应用, 中国, ZL201410462801.X, 2016.09.14, 江苏省农业科学院
3、获得奖励
[1]优质特色鲜食玉米种质创制及新品种选育与应用,江苏省科学技术奖三等奖, 2021年
六、对外合作与交流
国内合作:近年来依托国家自然基金、农业部科技部等专项,以项目和技术为纽带,与中国农业大学、南京农业大学、华中农业大学、北京农林科学院、安徽省农业科学院、吉林省农业科学院等单位在学术研讨、课题申请、人员交流和联合研究等方面保持着密切的合作关系。
国际合作:与美国密歇根州立大学、美国密西西比州立大学、英国诺丁汉大学、明尼苏达大学等多所国际知名研究机构合作开展人才培养和应用基础理论合作研究。近5年来,派出4名研究人员赴海外开展访问交流活动。
七、博士后招收